【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于本地故障电流的直流微电网故障诊断方法，直流微电网故障诊断。
技术介绍
1、能源是现代社会发展的基础。清洁无污染的可再生能源正日益受到人们的关注。与此同时，如何将这些能源转化为电力并将其整合到公共电网中成为一个重大挑战。直流微电网是解决这一问题的有效解决方案之一。与交流微电网相比，直流微电网具有转换环节少、解决无功和谐波问题、无需频率和相位控制等优点。然而，缺乏成熟的保护方案阻碍了直流微电网的发展。由于电力电子设备的接入，直流微电网的惯性较低。当线路发生故障时，低惯性使直流微电网更加脆弱。对快速故障保护的要求以及在大范围故障电阻下故障特征的多样性对直流微电网故障诊断提出了挑战。在低电阻故障下，故障电流急剧增加，可能达到设备2-3倍的额定电流而损坏设备。在高电阻故障下，由于信号非常微弱，故障信号很容易被噪声污染。传统的故障诊断方案难以提取故障信息，快速准确的故障诊断方案对直流微电网至关重要。
2、现有的直流微电网故障诊断方法主要可分为基于本地信息和基于实时通信的方法。基于本地信息故障诊断方法在诊断故障时仅需要单端本地的信息，例如电流、电压或电流导数等，无须建立通信线路，使得整体可靠性较高，建设成本更低。然而，基于本地信息故障诊断方法易受故障电阻影响，使得阈值选取困难，为了准确识别高阻故障，需要延长故障诊断时间。基于实时通信故障诊断方法指通过实时通信线路传递线路两端信息进行故障诊断，例如：差分电流、差分功率或差分电抗器电压等，其对高阻故障检测的灵敏性更好，同时能够实现故障线路的确定，但实时通信线路的增
3、目前已经申请专利情况如下：
4、专利号：cn202110702019.0，专利名称一种适用于故障自清除型直流配电网的故障元件识别方法，包括以下步骤：(1)实时采集直流线路端点的电压、电流故障附加分量vs、is；(2)采用低电压启动判据；(3)如果保护启动，则利用采样数据窗中的vsi和isi，计算vsi和isi之间的余弦相似度si，并进一步计算smean；(4)比较smean与门槛值之间的关系。如果smean小于门槛值sth，则判断为区内故障，否则判断为区外故障。本专利技术无需快速傅里叶变换、小波变换等进行分频或行波捕捉，易于实现；保护判据所需数据窗短，而且不需要输电线路两端间的通信，速动性强；且该保护方案具有较高的灵敏性、可靠性和绝对的选择性。
5、其根据单端电压和电流故障分量的余弦相似度判断区内外故障，该特征量计算需要一定时间，当故障阻抗较小时，此时用该方法进行故障检测难以保证快速性。此外，该专利技术方法针对高压直流配电网，。
6、本专利技术提出的故障检测方法是通过母线侧电容电流、母线侧电容电流与正极线路电流的加权相关系数来进行的，当故障阻抗较小时，使用母线侧电容电流能够快速检测故障，而当故障阻抗较大时，使用母线侧电容电流与正极线路电流的加权相关系数能够准确检测故障。同时本专利技术提出的加权相关系数具有更好的抗噪能力，在一定传感器噪声下仍能够准确检测故障，与上述专利技术的余弦相似度方法有显著区别。
7、专利号：cn202310420385.6，专利名称一种基于波形相关系数的柔性直流电网故障方向判据方法，涉及直流线路故障保护
，尤其涉及一种基于波形相关系数的柔性直流电网故障方向判据方法。本专利技术在推导柔性直流电网故障行波传递特征的基础上，发现同直流母线上故障线路和非故障线路上测量得到的线模故障电压和线模故障电流间的变化差异。当直流线路发生故障时，在故障线路端口测得的线模故障电压和线模故障电流间的变化趋势不相关，两者的相关系数几乎为零。而在同直流母线非故障线路端口上测得的线模故障电压和线模故障电流间的变化趋势线性相关，两者的相关系数接近1。该方向判据方法几乎不受故障点状态的影响，能够可靠识别高阻故障，具有清晰的整定阈值和出色的保护性能，适用于不同电压等级、不同接线结构的柔性直流电网。
8、其通过故障时刻线模故障电压和线模故障电流间的相关系数进行故障检测，其线模故障电压和线模故障电流是通过正极和负极电压和电流计算的，该故障检测方法需要正极和负极双极信息，相关系数计算需要一定时间，当故障阻抗较小时，此时用该方法进行故障检测难以保证快速性。
9、本专利技术提出的故障检测方法是通过母线侧电容电流、母线侧电容电流与正极线路电流的加权相关系数来进行的，当故障阻抗较小时，使用母线侧电容电流能够快速检测故障，而当故障阻抗较大时，使用母线侧电容电流与正极线路电流的加权相关系数能够准确检测故障。同时本专利技术仅需正极单极信息，不需要双极信息，与上述专利技术的相关系数方法有显著区别。
10、专利号：cn202310343048.1，专利名称一种基于最少传感器的直流微电网故障诊断方法，本专利技术一种基于最少传感器的直流微电网故障诊断方法，该方法与分布式电源的控制器共享变换器的输出电压、电流采样数据，通过构造基于变换器输出电压、电流多步差分累积和的特征量对不同故障进行检测，通过输出电压估计值的误差对极间故障、正极接地故障和负极接地故障进行分类，最后利用相邻源之间的非实时通信确定故障所在线路。该方法无需额外的传感器即可实现不同故障的检测和分类，对高阻故障的诊断具有较高的准确率，且无需实时通信，可靠性和经济性较好。
11、其通过采用本地变换器的输出电压、电流构造特征量，采用电压电流差分滑窗累积和，放大故障后的电压电流变化，从而实现极间和接地故障的检测。与此同时，其通过对变换器的输出电压进行估计，根据电压估计值与实际测量值的误差实现故障分类。此外，滑窗累积和的窗口长度和多步差分的间隔会影响低阻故障检测的时间和算法的效果，也需要提前选取。算法的参数较多，需要大量先验知识分析。
12、本专利技术提出的故障检测方法是通过母线侧电容电流、母线侧电容电流与正极线路电流的加权相关系数来进行的，而故障分类则通过正极输出电流相较于稳态的变化值和正极输出电流及电容电流与正极输出电流变化率比值来实现。此外，本专利技术在低阻故障检测时无需建立窗口，直接使用母线侧电容电流进行检测。综上所述，本专利技术与上述专利技术的方法有显著区别。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种基于本地故障电流的直流微电网故障诊断方法，该方法仅需母线侧电容电压与正极线路电流即可实现低阻故障快速性及高阻故障准确性检测，并对直流微电网线路极间、正极接地和负极接地故障实现精确分类，同时采取事件触发的通信方式确定故障线路，减少不必要信息的传输。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种基于本地故障电流的直流微电网故障诊断方法，包括如下步骤：
4、步骤1)测量分布式电源的母线侧电容输出电压、正极线路电流并计算母线侧电容电流ick及其与正极电流的加权相关系数
5、步骤2)将计算所得故障特征量ick、与预设的阈值ξ1、ξ2进行比较，若ick或超出阈值，则认为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于本地故障电流的直流微电网故障诊断方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于本地故障电流的直流微电网故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1)故障特征量母线侧电容电流ick及其与正极电流的加权相关系数的计算步骤如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于本地故障电流的直流微电网故障诊断方法，其特征在于：所述步骤3)具体步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于本地故障电流的直流微电网故障诊断方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于本地故障电流的直流微电网故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1)故障特...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩华，李为伟，刘宏毅，郑鑫龙，孙尧，刘永露，粟梅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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